Dean Norris interpretó memorablemente al implacable agente de la DEA 'Hank Schrader' durante las cinco temporadas de la alabada serie del canal AMC "Breaking Bad". Compartió con el resto del elenco de la serie el principal galardón que concede el Sindicato de Actores (SAG) en televisión, a la "mejor interpretación de un reparto en una serie dramática". "Breaking Bad" recibió los premios Emmy y Globo de Oro a la "mejor serie dramática". Tras "Breaking Bad", Norris interpretó a '"Big Jim" Rennie', durante las tres temporadas de la serie de gran éxito de la CBS "La cúpula". Actualmente, es posible verlo en la tercera temporada de "Claws", que se está emitiendo en estas fechas en los canales TNT y TBS.

En 2018, Norris intervino frente a Bruce Willis en El justiciero, de Eli Roth. Entre los créditos cinematográficos destacables de Norris figuran Remember, de Atom Egoyan, frente a Christopher Plummer, El secreto de una obsesión, de Billy Ray, junto a Chiwetel Ejiofor y Julia Roberts, Pelea de profes, de Richie Keen, El consejero, de Ridley Scott, Pequeña Miss Sunshine, de Jonathan Dayton y Valerie Faris, Sigo como Dios, de Tom Shadyac, Desafío total, de Paul Verhoeven, Terminator 2: El juicio final, de James Cameron, y Hombres, mujeres y niños, de Jason Reitman.

Interpretó a 'Benjamin Franklin' en la épica miniserie de History Channel "Sons of Liberty", dirigida por Kari Skogland. Entre sus numerosas apariciones televisivas figuran arcos argumentales en "Big Bang", "CSI", "Médium", "Scandal" y "The Unit".